Pembuktian Asam Basa dan Unsur Hara pada Abu Tanaman

 Judul percobaan

            Pembuktian asam basa dan unsur hara pada abu tanaman

II. Tujuan percobaan

1.      Untuk mengidentifikasi sifat air abu tanaman

2.      Untuk mengidentifikasi unsur hara pada abu tanaman

III. Dasar teori

A.    Sejarah

Sekitar tahun 1800, banyak kimiawan Prancis, termasuk Antoine Lavoisier, secara keliru berkeyakinan bahwa semua asam mengandung oksigen. Lavoisier mendefinisikan asam sebagai zat mengandung oksigen karena pengetahuannya akan asam kuat hanya terbatas pada asam-asam okso dan karena ia tidak mengetahui komposisi sesungguhnya dari asam-asam halida, HCl, HBr, dan HI. Lavoisier-lah yang memberi nama oksigen dari kata bahasa Yunani yang berarti "pembentuk asam". Setelah unsur klorin, bromin, dan iodin teridentifikasi dan ketiadaan oksigen dalam asam-asam halida ditemukan oleh Sir Humphry Davy pada tahun 1810, definisi oleh Lavoisier tersebut harus ditinggalkan.

Kimiawan Inggris pada waktu itu, termasuk Humphry Davy, berkeyakinan bahwa semua asam mengandung hidrogen. Kimiawan Swedia Svante Arrhenius lalu menggunakan landasan ini untuk mengembangkan definisinya tentang asam. Ia mengemukakan teorinya pada tahun 1884.

Pada tahun 1923, Johannes Nicolaus Brønsted dari Denmark dan Martin Lowry dari Inggris masing-masing mengemukakan definisi protonik asam-basa yang kemudian dikenal dengan nama kedua ilmuwan ini. Definisi yang lebih umum diajukan oleh Lewis pada tahun yang sama, menjelaskan reaksi asam-basa sebagai proses transfer pasangan elektron.

B.     Definisi asam

Istilah "asam" merupakan terjemahan dari istilah yang digunakan untuk hal yang sama dalam bahasa-bahasa Eropa seperti acid (bahasa Inggris), zuur (bahasa Belanda), atau Säure (bahasa Jerman) yang secara harfiah berhubungan dengan rasa masam. Dalam kimia, istilah asam memiliki arti yang lebih khusus. Terdapat tiga definisi asam yang umum diterima dalam kimia, yaitu definisi Arrhenius, Brønsted-Lowry, dan Lewis.

• Arrhenius: Menurut definisi ini, asam adalah suatu zat yang meningkatkan konsentrasi ion hidronium (H₃O⁺) ketika dilarutkan dalam air. Definisi yang pertama kali dikemukakan oleh Svante Arrhenius ini membatasi asam dan basa untuk zat-zat yang dapat larut dalam air.
• Brønsted-Lowry: Menurut definisi ini, asam adalah pemberi proton kepada basa. Asam dan basa bersangkutan disebut sebagai pasangan asam-basa konjugat. Brønsted dan Lowry secara terpisah mengemukakan definisi ini, yang mencakup zat-zat yang tak larut dalam air (tidak seperti pada definisi Arrhenius).
• Lewis: Menurut definisi ini, asam adalah penerima pasangan elektron dari basa. Definisi yang dikemukakan oleh Gilbert N. Lewis ini dapat mencakup asam yang tak mengandung hidrogen atau proton yang dapat dipindahkan, seperti besi(III) klorida. Definisi Lewis dapat pula dijelaskan dengan teori orbital molekul. Secara umum, suatu asam dapat menerima pasangan elektron pada orbital kosongnya yang paling rendah (LUMO) dari orbital terisi yang tertinggi (HOMO) dari suatu basa. Jadi, HOMO dari basa dan LUMO dari asam bergabung membentuk orbital molekul ikatan.

Walaupun bukan merupakan teori yang paling luas cakupannya, definisi Brønsted-Lowry merupakan definisi yang paling umum digunakan. Dalam definisi ini, keasaman suatu senyawa ditentukan oleh kestabilan ion hidronium dan basa konjugasi terlarutnya ketika senyawa tersebut telah memberi proton ke dalam larutan tempat asam itu berada. Stabilitas basa konjugat yang lebih tinggi menunjukkan keasaman senyawa bersangkutan yang lebih tinggi.Sistem asam/basa berbeda dengan reaksi redoks; tak ada perubahan bilangan oksidasi dalam reaksi asam-basa.

C.    Sifat-sifat

Sifat asam :
Suatu zat dapat dikatakan asam apabila zat tersebut memiliki sifat-sifat sebagai berikut :

a.       Memiliki rasa asam atau masam atau kecut jika dikecap

b.      Menghasilkan ion H⁺ jika dilarutkan dalam air

c.       Memiliki pH kurang dari 7 (pH < 7)

d.      Bersifat korosif, artinya dapat menyebabkan karat pada logam

e.       Jika di uji dengan kertas lakmus mengakibatkan perubahan warna sebagai berikut :
•    Lakmus biru berubah menjadi warna merah.
•    Lakmus merah tetap berwarna merah.

f.       Menghantarkan arus listrik

g.      Bereaksi dengan logam menghasilkan gas hidrogen

Dalam air, reaksi kesetimbangan berikut terjadi antara suatu asam (HA) dan air, yang berperan sebagai basa,

HA + H₂O ↔ A^- + H₃O⁺

D.    Pengelompokan asam

Berdasarkan kekuatannya, asam itu terbagi menjadi dua kelompok, yaitu:

a.       Asam kuat, yaitu asam yang banyak menghasilkan ion yang ada dalam larutannya (asam yang terionisasi sempurna dalam larutannya).

b.      Asam lemah, adalah asam yang sedikit menghasilkan ion yang ada dalam larutannya (hanya terionisasi sebagian).

Asam juga berguna dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya  adalah sebagai berikut:
a.    Proses dalam pembuatan pupuk
b.    Proses dalam Pembuatan obat-obatan
c.    Pembersih permukaan logam
d.    Proses pembuatan Bahan peledak
e.    Proses pembuatan Pengawet makanan

No	Nama Asam	Terdapat dalam
1	Asam asetat	Larutan cuka
2	Asam askorbat	Jeruk, tomat, sayuran
3	Asam sitrat	Jeruk
4	Asam tanat	teh
5	Asam karbonat	Minuman berkarbonasi
6	Asam klorida	Lambung
7	Asam nitrat	Pupuk peledak
8	Asam laktat	Susu yang difermentasikan
9	Asam sulfat	Baterai mobil, pupuk
10	Asam benzoat	Bahan pengawet makanan

E.     Penggunaan asam

Asam memiliki berbagai kegunaan. Asam sering digunakan untuk menghilangkan karat dari logam dalam proses yang disebut "pengawetasaman" (pickling). Asam dapat digunakan sebagai elektrolit di dalam baterai sel basah, seperti asam sulfat yang digunakan di dalam baterai mobil. Pada tubuh manusia dan berbagai hewan, asam klorida merupakan bagian dari asam lambung yang disekresikan di dalam lambung untuk membantu memecah protein dan polisakarida maupun mengubah proenzim pepsinogen yang inaktif menjadi enzim pepsin. Asam juga digunakan sebagai katalis; misalnya, asam sulfat sangat banyak digunakan dalam proses alkilasi pada pembuatan bensin

F.     Basa

Basa kalu menurut Arrhenius ialah senyawa yang terlarut dalam air yang sudah menghasilkan ion hidroksida (OH). Semakin banyaknya jumlah ion OH yang dihasilkan, maka semakin kuat lah sifat basanya. Basa juga dapat menetralisasikan  asam (H⁺) dan menghasilkan air (H₂O).

Inilah Beberapa basa yang sudah dikenal oleh manusia yang dapat dilihat pada tabel berikut :

No	Nama basa	Terdapat dalam
1	Aluminium hidroksida	Deodoran dan antasida
2	Kalsium hidroksida	Mortar dan plester
3	Magnesium hidroksida	Obat urus-urus dan antasida
4	Natrium hidroksida	Bahan sabun

G.    Karakteristik basa
Suatu zat dapat dikatakan basa jika zat tersebut punya sifat sebagai berikut :

a.       Rasanya itu Pahit dan terasa licin pada kulit.

b.       Apabila dilarutkan dalam air zat tersebut akan akan menghasilkan ion OH

c.       Memiliki pH di atas 7 (pH > 7)

d.      Bersifat elektrolit.

e.       Jika diuji menggunakan kertas lakmus akan memberikan hasil sebagai berikut.

 •    Lakmus merah -> berubah warnanya menjadi biru.
 •    Lakmus biru -> tetap berwarna biru

f.       Menetralkan sifat asam.

F. Pengelompokan basa
Berdasarkan kemampuan melepaskan ion OH^-, basa dapat terbagi menjadi 2 yaitu:

1.      Basa kuat, yaitu basa yang bisa menghasilkan ion OH dalam jumlah yang besar. Basa kuat biasanya disebut dengan istilah kausatik. Contohnya kayak Natrium hidroksida, Kalium hidroksida, dan Kalsium hidroksida.

2.      Basa lemah, yaitu basa yang bisa menghasilkan ion OH” dalam jumlah kecil.Contohnya ammonia.

G.  Penggunaan basa
a.    Bahan dalam pembuatan semen.
b.    Pembuatan deterjen/sabun.
c.    Baking soda dalam pembuatan kue.

H.  Garam

Garam ialah zat senyawa yang telah disusun oleh ion positif (anion) basa dan ion negatif (kation) asam. Jika asam dan basa tepat habis bereaksi maka reaksinya disebut reaksi penetralan (reaksi netralisasi).

Beberapa contoh garam yang dikenal orang sebagai berikut :

No	Nama garam	rumus	Nama dagang	Manfaat
1	Natrium klorida	NaCI	Garam dapur	Penambah rasa makanan
2	Natrium bikarbonat	NaHCO3	baking soda	Pengembang kue
3	Kalsium karbonat	CaCO3	kalsit	Cat tembok dan bahan karet
4	Kalsium nitrat	KNO3	Saltpeter	Pupuk dan bahan peledak
5	Kalsium karbonat	K2CO3	potash	Sabun dan kaca
6	Natrium posfat	Na3PO4	TSP	Deterjen
7	Amonium klorida	NH4Cl	salmiak	Baterai kering

Berikut ini adalah karakteristik dari garam.
1.    Memiliki titik lebur yang tinggi.
2.    Merupakan senyawa ionik dengan ikatan kuat.
3.    Dalam bentuk leburan atau larutan dapat menghantarkan listrik.
4.    Sifat larutannya dapat berupa asam, basa, atau netral

 Sifat ini tergantung dari jenis asam/basa kuat pembentuknya.

Secara umum, proses pembentukan garam dirumuskan sebagai berikut.
Asam + Basa             Garam + Air

Contoh:

2Cu_(S) + 2HCl             2CuCl + H₂

Reaksi kimia lain yang dapat menghasilkan garam adalah:

1.      Asam + Basa            Garam + Air

2.      Basa + Oksida asam             Garam + Air

3.      Asam + Oksida basa            Garam + Air

4.      Oksida asam + Oksida basa            Garam

5.      Logam + Asam             Garam + H₂

Berikut ini ragam indikator.

1.      Indikator alami (terbuat dari zat warna alami tumbuhan)

Indikator alami hanya bisa menunjukkan apakah zat tersebut bersifat asam atau basa, tetapi tidak dapat menunjukan nilai pH-nya. Contohnya kayak Ekstrak bunga mawar. Ekstrak kembang sepatu. Ekstrak kunyit. Ekstrak temulawak. Ekstrak wortel. Ekstrak kol (kubis) merah. Tanaman Hydrangea

Indikator sintetis yang umum ini digunakan di laboratorium adalah:
a.  Kertas lakmus. Indikator lakmus tidak dapat menunjukkan nilai pH, tetapi hanya mengidentlfikasikan apakah suatu zat bersifat basa atau asam. Jika lakmus berwarna merah berarti zat bersifat asam dan jika lakmus berwarna biru berarti lakmus bersifat basa.

b. Indikator sintesis, yang memiliki kisaran nilai pH adalah:
Nama indikator                      trayek pH          Perubahan warna
1. fenolftalein (pp)                 8,3-10                 tak berwarna-merah muda
2. Metil orange(Mo)               3,2-4,4               Merah-kuning
3. Metil merah (Mm)              4,8-6,0               Merah-kuning
4. Bromtimol biru (Bb)           6,0-7,6               Kuning-biru
5. Metil biru (Mb)                   10,6-13,4           Biru-ungu

Indikator universal, yakni indikator yang punya warna standar yang berbeda untuk setiap nilai pH 1 - 14. Fungsi indikator universal adalah untuk memeriksa derajat keasaman (pH) suatu zat secara akurat. Mat yang termasuk indikator universal adalah pH meter yang menghasilkan data pembacaan indikator secara digital.

            Indikator, Skala Keasaman dan Kebasaan

Indikator adalah senyawa kompleks yang bisa bereaksi dengan asam dan basa. Indikator digunakan untuk mengidentifikasi apakah suatu zat bersifat asam atau basa. Selain itu, indikator juga digunakan untuk mengetahui titik tingkat kekuatan asam atau basa. Skala keasaman dan kebasaan ditunjukkan oleh besar-kecilnya nilai pH yang skalanya dari 0 sampai dengan 14. Semakin kecil nilai pH maka senyawa tersebut semakin asam. Sebaliknya, semakin besar nilai pH maka senyawa tersebut semakin bersifat basa.

Indikator dapat terbuat dari zat warna alami tanaman atau dibuat secara sintetis di laboratorium. Syarat dapat atau tidaknya suatu zat dijadikan indikator asam-basa adalah bisa terjadi perubahan warna apabila suatu indikator diteteskan pada larutan asam atau basa.

IV. Alat dan bahan

a.       Alat

No	Alat	Ukuran	Jumlah
1	Kaleng	-	3 buah
2	Gelas kimia	250 ml	3 buah
3	Gelas kimia	100 ml	3 buah
4	Spatula	-	1 buah
5	Lumpang	Sedang	2 buah
6	Alu	Sedang	1 buah
7	Cawan porselin	Sedang	1 buah
8	Kasa	15 x 15 cm	1 buah
9	Kaki tiga	-	1 buah
10	Pembakar spiritus	-	1 buah
11	Ph universal	-	1 buah
12	Pipet tetes	-	2 buah
13	Plat tetes	-	1 buah
14	Gelas kaca kecil	-	3 buah

b.      Bahan

No	Bahan	Jumlah
1	Bunga karamunting	15 kuntum
2	Bunga kembang sepatu	7 kuntum
3	Kunyit	1 ruas
4	Abu kayu dan abu serbuk kayu	200 ml
5	Kapur sirih	9 tetes
6	Cuka	9 tetes
7	Air galon	9 tetes
8	Spritus	250 ml
9	Fenolftalein	6 tetes
10	Kertas saring 8x8cm	4 kertas
11	Lakmus biru dan merah	8 buah
12	Korek api	5 batang

V. Cara kerja

1.      Membakar sampah organik (serpihan kayu) sampai menjadi abu

2.      Memasukkan abu hasil pembakaran dalam wadah kaleng

3.      Mencampurkan abu dengan air dengan perbandingan 1:2

4.      Mengendapkan larutan selama 1 malam

5.      Menyaring filtrat dengan endapannya, kemudian menguji dengan indikator alami seperti bunga karamunting, kembang sepatu dan kunyit

6.      Amati warnanya dan tentukan sifat filtrat abu tersebut

7.      Sebagai perbandingan untuk menentukan sifat larutan, dapat dibuat dengan membuat larutan asam (cuka), larutan basa (air kapur), dan larutan netral (air galon)

8.      Filtrat yang masih tersisa kemudian diuapkan, jika terdapat endapan, lakukan uji nyala dengan cara membakar endapan, amati warna pembakaran

VI. Hasil pengamatan

No	Perlakuan	Hasil pengamatan
Warna awal
	a.    Air abu kayu	Warna kuning
	b.    Air abu serbuk gergaji	Warna kecoklatan
	c.    Air galon	Warna bening
	d.   Air kapur	Warna putih
	e.    Air cuka	Warna bening
	f.     Indikator bunga karamunting	Warna ungu
	g.    Indikator bunga kembang sepatu	Warna merah
	h.    Indikator kunyit	Warna kuning pekat
Perubahan warna
1	Air abu kayu + indikator	Indikator ditetesi 3 tetes air abu kayu
	a.    Bunga karamunting	Warna berubah menjadi hijau lumut
	b.    Kembang sepatu	Warna berubah menjadi hijau lumut
	c.    kunyit	Warna berubah menjadi kecoklatan
2	Air abu serbuk gergaji + indikator	Indikator ditetesi 3 tetes air abu serbuk gergaji
	a.    bunga karamunting	Warna berubah menjadi hijau kekuningan
	b.    kembang sepatu	Warna berubah menjadi hijau lumut
	c.    kunyit	Warna berubah menjadi hijau kecoklatan
3	Air cuka + indikator	Indikator ditetesi 3 tetes air cuka
	a.    bunga karamunting	Warna berubah menjadi merah muda (pink)
	b.    kembang sepatu	Warna berubah menjadi merah cerah
	c.    kunyit	Warna berubah menjadi kuning cerah
4	Air kapur + indikator	Indikator ditetesi 3 tetes air kapur
	a.    bunga karamunting	Warna berubah menjadi hijau kecoklatan
	b.    kembang sepatu	Warna berubah menjadi hijau tua
	c.    kunyit	Warna berubah menjadi kecoklatan
5	Air galon + indikator	Indikator ditetesi 3 tetes air galon
	a.    bunga karamunting	Warna berubah menjadi ungu muda
	b.    kembang sepatu	Warna berubah menjadi merah
	c.    kunyit	Warna berubah menjadi kuning

Tabel 1.2 Fenolftalein

No	Perlakuan dengan fenolftalein	Hasil pengamatan
1	Air abu kayu	Berubah warna dari kuning pucat menjadi pink tua
2	Air abu serbuk gergaji	Berubah warna dari kecoklatan menjadi pink tua
3	Air cuka	Berubah warna dari beningmenjadi bening
4	Air galon	Berubah warna dari beningmenjadi bening
5	Air kapur	Berubah warna dari putih menjadi merah tua

Tabel 1.3 Ph universal

No	Perlakuan dengan Ph universal	Hasil pengamatan
1	Air abu kayu	Ph-nya menjadi 10
2	Air abu serbuk gergaji	Ph-nya menjadi 8
3	Air cuka	Ph-nya menjadi 3
4	Air galon	Ph-nya menjadi 7
5	Air kapur	Ph-nya menjadi 11

Tabel 1.4 Uji nyala

No	Perlakuan	Hasil pengamatan
1	Uji nyala endapan air abu kayu	-          endapan berwarna kuning -          pada saat endapan dibakar nyala api spritus berubah warna :       2 menit pertama biru       2 menit kedua ungu       2 menit ketiga orange merah       2 menit keempat kuning Saat dibakar endapannya ada nyala warna merah dari endapan yang ada -          Setelah dibakar warna endapan berubah menjadi abu-abu
2	Uji nyala endapan air abu serbuk gergaji	-          endapan berwarna kuning -          pada saat endapan dibakar nyala api spritus berubah warna :       2 menit pertama biru       2 menit kedua ungu       2 menit ketiga orange merah       2 menit keempat kuning Saat dibakar endapannya ada nyala warna merah dari endapan yang ada -          Setelah dibakar warna endapan berubah menjadi abu-abu

VII. pembahasan

a.       Pembahasan

Dari warna pembakaran dapat diketahui bahwa warna biru menunjukan bahwa warna nyala dari Cs  (sesium),warna ungu muda menunjukkan bahwa warna nyala dari K(kalium), warna kuning terus menunjukkan bahwa warna nyala dari Na ( natrium ),warna orange merah menunjukkan bahwa warna nyala Ca ( kalsium ). Dari unsur yang didapat pada warna nyala dapat diketahui bahwa unsur hara tanaman Cs,K, dan Na ialah golongan IA/ alkali dan Ca golongan IIA  atau alkali tanah.

Sifat-Sifat Unsur Alkali

1. Mempunyai elektron terluar ns^- sehingga mengakibatkan :
1. Energi ionisasinya rendah (mudah melepaskan elektron)
2. Mudah mengalami oksidasi (reduktor kuat).
3. Sangat reaktif
4. Reaksinya dengan air berlangsung cepat akan membentuk basa dan H2.
5. Titk lelehnya rendah karena ikatan logamnya rendah.
6.  Jari-jari Atom makin besar

2. Merupakan logam lunak berwarna putih mengkilap dan memilki titik didih rendah.

3. Logam-logam Alkali di peroleh dri elektrolisis leburan garam halidanya

4. Jika di bakar pada nyala bunsen, unsur Alkali akan memperlihatkan sprektrum warna yang khas

Unsur Alkali	Sprektrum Warna
Li	Merah
Na	Kuning
K	Ungu
Rb	Merah
Cs	Biru

VIII. kesimpulan

1.      Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat diidentifikasi bahwa sifat abu tanaman (abu kayu) adalah basa.

2.      Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat diidentifikasi bahwa unsur hara yang terkandung pada abu tanaman (abu kayu) adalah Cs (sesium), K (kalium), Ca (kalsium) dan Na (natrium).